JPH048910A - 定位置予圧の設定可能な軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工作機械などの主軸で低速回転から高速回転迄
高精度５高剛性で回転させる必要あるものに好適な定位
置予圧の設定可能な軸受に関する。

従来の技術 軸受の予圧調整機構として知られているものに例えば実
開昭６４−４５０２号がある。このものは第２図のよう
に背面組合わせにした２個のアンギュラ玉軸受の外輪間
に第２図のように弾性変形可能な間座によって定圧の予
圧が与えられて低速域に対応し、外輪の外側に油圧ピス
トンを作用させセンサの出力にもとづく予圧コントロー
ル装置で油圧を割面することにより弾性変形可能な間座
を変形させ予圧荷重を変えるようになして高速域に対応
している。

発明が解決しようとする課題 このものは各位置に設けたセンサの信号にもとづき予圧
コントロール装置の指令で油圧調整によって制御してい
るため、油圧ポンプによる圧力変動を受けて安定した油
圧調整が未だ満足できる状態ではない、また外輪間の間
座に弾性変形部材を用いているため確実な定位置予圧が
得難い。

さらに予圧制御のためにセンサが多用されていて装置が
高価なものとなるなど数々の問題点を有していた。

本発明は従来の技術の存するこのような問題点に鑑みな
されたもので、その目的とするところは回転の広い範囲
にわたり適切且つ安定し確実な定位置予圧が設定可能な
軸受を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上述の目的を達成するために本発明は、低速から高速迄
広い範囲で回転される軸を軸承する背面組合わせのアン
ギュラ軸受外輪間に予め定圧予圧を与える弾性間座を介
在し、また前記外輪間に分割間座を介挿し、前記分割間
座の分詞部位に作用して押し拡げる調整手段を設け、前
記外輪外側より作用する外輪加圧手段を設けたものであ
る。

作用 主軸回転数が決定されると、記憶されたデータにもとづ
き分割間座隙間が適正値となるように調整手段が作動す
る０次いで外輪加圧手段が作動して分割間座の隙間をな
くして軸受内部に隙間分の余裕を持たせる。主軸が所定
回転数で回転されると軸受は定位置予圧で適正予圧とな
る。

実施例 以下この発明の一実施例を第１図にもとづき説明する。

工作ａ械の主軸１は軸受２を介して軸受ハウジング３に
また軸受４を介して軸受ハウジング？に同心に取付けら
れた補助ハウジング５に回転可能に軸承されている。こ
の軸受２，４はアンギュラ玉軸受で背面合わせに組込ま
れている。そして内輪間にはデイスタンスカラー６が、
外輪間には弾性間座７と３分割した間座８ａ、８ｂ、８
ｃとが介在されて内輪用、外輪用間座の寸法差で低速域
において定圧予圧となる初期予圧が付与されている。

３分割された分割間座８ａ、８ｂ、８ｃの８ａ８ｂの互
いの対向面には円周数等分位置の両面にばね受の深いざ
ぐり穴が穿設され、このざぐり穴に圧縮ばね９が介装さ
れていて分割間座を突っ張る方向に付勢している。ばね
９は圧縮ばねに替え皿ばねを用いることもできる。また
分割間座８ｂ。

８ｃとは互いの対向面の外側角に約４５°の面が削設さ
れており溝断面がＶ形に形成され、この溝に同径の複数
個の球体１１が円周上等分に配列されている。

軸受ハウジング３と補助ハウジング５の間には円筒状空
間が形成されていて、一端は外側を小径とし球体１１に
当接するテーバ穴１２−ａを形成したフランジが、また
他端は外歯車１２ｂを刻設したフランジをを゛する円筒
でなる調整用テーパカラ１２が軸方向に摺動可能に嵌装
されている。そしてこのＡＩ整期用テーバカラ１２テー
バ穴１２　ａの外側に雄ねじ１２ｃが刻設されていて軸
受ハウジング３の雌ねじ３ａと螺合されている０図示し
ない主軸台にはモータ１３で回転される歯車１４が主軸
と平行に軸承されていて、軸受ハウジング３の窓から調
整用テーパカラ１２の外歯車１２ｂと嗜合っている。し
たがって歯車１４の回転によって調整用テーパカラ１２
が回転されねじの噛合いにより軸方向に移動される。さ
らにモータ１３には回転角を検出するエンコーダｌＯが
設けられている。

補助ハウジング５の外側には同心にシリンダ筒１５が嵌
装されており、油路１５ｂより圧油が供給され開口部を
軸受４の外輪に対向させて形成した環状シリンダ１５ａ
にはドーナフツ状ピストン１６が嵌装されていて、その
管状ピストンロッド１７の端面が軸受４の外輪に当接さ
れている。そして図示しない制御装置には必要な記憶部
、演夏部、プログラム部が内蔵されている。

このように構成されたものにおいて、主軸１の使用最高
回転数が決められており、使用する最低回転数から最高
回転数までの回転数に対応する適正予圧に必要な軸受隙
間が実験によってデータとして求められ記憶しておく、
また主軸回転数零の場合にモータ１３を駆動して歯車１
４を回転させ調整用テーバカラエ２を回転させてねしに
より軸受４側に左行させる。テーバ穴１２ａが球体１１
を押し込んで分割間座８ｂ、８ｃの■溝を押し拡げるよ
うに作用させて可動側の分割間座８ｂが分割間座８ａと
の間に介装した圧縮ばね９をざぐり穴内に没入させてそ
の分割面を圧接した状態とする（第３図）、この時にお
けるエンコーダ１０の値を読み込み基準とする。そして
モータ１３を逆転させて調整用テーバカラ１２を軸受２
側に右行させテーバ穴１２ａを逃がして球体１１の拘束
を徐々に除く０分割間座８ｂはばね９の力により移動さ
れ分割間座８ｂ、８ｃの面が圧接した時のエンコーダ１
０の値を読み込む、この状態において分割間座８ａと８
ｂとの隙間δは最大となり（第４Ｖ！Ｊ）　　この値は
設計並びに実寸法より計算によって求める。このように
してエンコーダ１０の信号から隙間δ−ａｘとなるモー
タの回転数並びに回転角度との関係を求めておき、使用
回転数範囲に対応する適正隙間δと、各回転数における
モータの指令値すなわち調整用テーバカラ１２の位置と
の関係を制御装！内に記憶させる。

主軸の回転が低速域での使用回転数が決められると１１
整用テーパカラ１２を右行端に位置させて分割間座は殆
ど作用させず弾性間座７のみによって適正な定圧予圧を
与えた状態で主軸１を回転させる。

主軸の回転が中・高速域では遠心力により内輪の膨張が
影響し外輪が互いに近づく方向に動く。

さらに連続回転による温度上昇で内外輪の温度差により
軸受が固有にもっている内部隙間がつまってくる。しか
も主軸に望まれる剛性を持たせるために適切な予荷重を
掛けなければならない。

このため使用回転数が決められると、指令回転数に対応
して図示しない制御装置によりの指令にでモータ１３が
駆動されエンコーダ１０の信号出力で記憶されているデ
ータから主軸回転数に対する分割間座８ａ、８ｂの適正
隙間δ８になるように調整テーバカラ１２が軸受４側に
左行される。

移動によりテーバ穴１２ａが球体１１を押し込み分割間
座８ｂを左行させて隙間δが回転数対応適正隙間δ、と
なる（第５図）０次いで油路１５ｂより圧油をシリンダ
１５ａに供給してピストン１６を右行させピストンロッ
ド１７が軸受４の外輪を押し、分割間座８ａを移動させ
て隙間δ、を零とする（第６図）＃外輪の移動により軸
受円隙間が拡げられ、主軸１が決められた回転数で回転
されると軸受は定位置予圧の適正予圧となる。主軸回転
数の変更に対して指令回転数に対応して記憶データにも
とづき調整用テーバカラ１２を位置制御するものであり
、さらに中・高速域に限らず低速域においても重切削に
耐えられるためには必要により定位置予圧となされる。

なおピストン１６により外輪を移動させることは場合に
より行わず膨張力で移動させるようにすることもできる
。

効果 上述のように構成したので本発明は以下の効果を奏する
。

油圧ポンプの圧力変動の影響を全く受けない定位置予圧
を低速域から高速域迄自由に確実に設定でき、安定した
主軸精度を維持することができる。

また膨張による鋼球の外輪を押し込む作用が減少されて
転送面の焼付、＠離をなくすることができ、軸受寿命を
長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸受部の縦断面図、第２図は従来の軸
受部の縦断面図、第３図は球体を押し込み分割間座を最
も拡げた状態図、第４図は球体を逃がした状態図、第５
図は適正隙間δ１　となした状態図、第６図は定位置予
圧となした状態図である。 工・・主軸　　　　　　２．４・・軸受３・・軸受ハウ
ジング　５・・補助ハウジンク７・・弾性間座 ８ａ、８ｂ、８ｃｍ・分割間座 ９・・圧縮ばね　　　　１ｏ・・エンコーダ１１・・球
体　　　１２・・調整用テーバカラ１３・・モータ　　
　　１４・・歯車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）低速から高速迄広い範囲で回転される軸を軸承す
   る背面組合わせのアンギュラ軸受外輪間に予め定圧予圧
   を与える弾性間座を介在し、また前記外輪間に分割間座
   を介挿し、前記分割間座の分割部位に作用して押し拡げ
   る調整手段を設け、前記外輪外側より作用する外輪加圧
   手段を設けてなり調整手段の作動後外輪加圧手段の作動
   により任意回転数に適応した定位置予圧とすることを特
   徴とする定位置予圧の設定可能な軸受。